JP4935256B2 - Antenna device - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ装置に係り、特に、ＵＷＢ（Ultra Wide band）用のアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device for UWB (Ultra Wide band).

ＵＷＢとは、一般的に超広帯域無線を意味し、中心周波数の２５％以上、または１．５ＧＨｚ以上の帯域幅を占有する無線伝送方式を指す広義の用語である。すなわち超広帯域の短パルス（通常１ｎｓ以下）を用いて通信する技術である。   UWB generally means ultra-wideband radio, and is a broad term that refers to a radio transmission system that occupies a bandwidth of 25% or more of the center frequency or 1.5 GHz or more. In other words, this is a technology for communication using ultra-wideband short pulses (usually 1 ns or less).

従来の無線とＵＷＢとの違いは、搬送波の有無にある。詳しくは、従来の無線では、搬送波と呼ばれるある周波数の正弦波を様々な方法で変調してデータを送受信するのに対し、ＵＷＢでは搬送波を使用せずに超広帯域の短パルスを使用するようになっている。また、従来の無線では狭い周波数帯域をもつのに対し、ＵＷＢでは超広帯域な周波数帯域をもつようになっている。これは、従来の無線においては、電波は有限な資源であり、周波数帯域の狭いほうが電波を活用することが可能であると考えられたからである。しかし、ＵＷＢにおいては、各周波数での出力エネルギーが非常に小さく、他の無線通信との干渉が問題とならないため、周波数帯域を広くすることが可能となっている。   The difference between conventional radio and UWB is the presence or absence of a carrier wave. Specifically, in the conventional radio, a sine wave of a certain frequency called a carrier wave is modulated by various methods to transmit / receive data, whereas in UWB, a short pulse of an ultra-wide band is used without using a carrier wave. It has become. In addition, the conventional radio has a narrow frequency band, whereas UWB has an ultra-wideband frequency band. This is because, in conventional radio, radio waves are a finite resource, and it is considered that radio waves can be utilized when the frequency band is narrow. However, in UWB, the output energy at each frequency is very small, and interference with other wireless communications does not become a problem, so that the frequency band can be widened.

このように、ＵＷＢは超広帯域であるため、既存の無線通信サービスと周波数帯域が重複してしまう。そのため、現在ではＵＷＢの周波数帯域は３．１〜１０．６ＧＨｚの間に限定されている状況にある。   Thus, since UWB is an ultra-wideband, the frequency band overlaps with the existing wireless communication service. Therefore, the UWB frequency band is currently limited to between 3.1 and 10.6 GHz.

また、アンテナ装置は基本的に共振現象を利用しており、放射素子の長さ等で共振周波数が決定されるので、多くの周波数成分を含むほど共振させることが難しくなる。そして、ＵＷＢのように周波数帯域が広くなるほど、アンテナ装置の設計が難しくなってしまうという問題がある。   Further, the antenna device basically uses a resonance phenomenon, and the resonance frequency is determined by the length of the radiating element, etc., so that the more the frequency components are included, the more difficult it is to resonate. And there exists a problem that the design of an antenna apparatus will become difficult, so that a frequency band becomes wide like UWB.

ここで、近距離無線通信において、大容量データ伝送と低消費電力を同時に実現できる次世代技術として、ＵＷＢ用の超小型のセラミックチップアンテナが開発されている。このようなセラミックチップアンテナの開発により、今まで軍事用途に限られていたＵＷＢを、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）テレビやデジタルカメラ等デジタル機器同士の超高速データ伝送などの民生用途に広げ、モバイルまで視野に入れた機器の小型化が可能となる。このようなＵＷＢ用アンテナは、Bluetooth（登録商標）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の用途に使用され得る。   Here, an ultra-small ceramic chip antenna for UWB has been developed as a next-generation technology capable of simultaneously realizing large-capacity data transmission and low power consumption in short-range wireless communication. With the development of such ceramic chip antennas, UWB, which has been limited to military applications until now, has been expanded to consumer applications such as ultra-high-speed data transmission between digital devices such as PDP (Plasma Display Panel) TVs and digital cameras. It is possible to reduce the size of the equipment in view. Such a UWB antenna can be used for applications such as Bluetooth (registered trademark) and wireless LAN (Local Area Network).

そして、本発明者らは、広帯域化させつつ周波数特性の改善が可能なＵＷＢ用アンテナを提案している（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のアンテナ装置は、上側誘電体と、下側誘電体と、それらの間に挟まれた導体パターンとから構成されている。導体パターンは、前面の略中央部に給電点を持ち、この給電点から右側面および左側面へそれぞれ所定の角度で広がる逆三角形部分と、この逆三角形部分の上辺に底辺が接する矩形部分とから構成されている。   The inventors of the present invention have proposed a UWB antenna capable of improving frequency characteristics while increasing the bandwidth (for example, Patent Document 1). The antenna device described in Patent Document 1 includes an upper dielectric, a lower dielectric, and a conductor pattern sandwiched between them. The conductor pattern has a feeding point at a substantially central portion of the front surface, and includes an inverted triangular portion extending from the feeding point to the right side surface and the left side surface at a predetermined angle, and a rectangular portion whose bottom side is in contact with the upper side of the inverted triangular portion. It is configured.

また、本発明者らは、誘電体を使わずに放射素子を楕円形にした広帯域楕円リングアンテナも提案している（例えば、非特許文献１〜非特許文献３）。このような広帯域楕円リングアンテナ５０は、図６に示すように、グランド板５２と、グランド板５２の上方でグランド板５２と同一面上に設けられた楕円形の放射素子５３とを有し、グランド板５２の放射素子５３側の縁部が半楕円形に形成されている。グランド板５２の放射素子５２に対向しない側の縁部（下部５２ｄ）は、その両側角部を矩形状に切り欠いて形成されている。放射素子５３には、放射素子５３の外縁を縮小した楕円形が同心に位置して形成される開口部５３ａが備えられている。このような広帯域楕円リングアンテナ５０によれば、周波数特性を低下させること無く、グランド板５２を小型化しつつ広帯域特性を得ることが可能である。
特開２００５−９４４３７号公報 服部、近藤、山内、中野、“広帯域楕円形リングアンテナ”、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１−１０４、大阪、３月２００５年 服部、山内、中野、“広帯域楕円形リングアンテナ第２報”、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−１−８２、北海道、９月２００５年 服部、山内、中野、“広帯域楕円形リングアンテナ第３報”、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１−１６５、東京、３月２００６年 The present inventors have also proposed a broadband elliptic ring antenna in which a radiating element is elliptical without using a dielectric (for example, Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 3). As shown in FIG. 6, such a broadband elliptical ring antenna 50 includes a ground plate 52 and an elliptical radiating element 53 provided on the same plane as the ground plate 52 above the ground plate 52. The edge of the ground plate 52 on the side of the radiating element 53 is formed in a semi-elliptical shape. An edge portion (lower portion 52d) of the ground plate 52 on the side not facing the radiating element 52 is formed by cutting out both side corner portions into a rectangular shape. The radiating element 53 is provided with an opening 53a formed by concentrically forming an elliptical shape in which the outer edge of the radiating element 53 is reduced. According to such a broadband elliptic ring antenna 50, it is possible to obtain broadband characteristics while reducing the size of the ground plate 52 without degrading the frequency characteristics.
JP 2005-94437 A Hattori, Kondo, Yamauchi, Nakano, “Broadband elliptical ring antenna”, IEICE General Conference, B-1-104, Osaka, March 2005 Hattori, Yamauchi, Nakano, “Broadband Elliptical Ring Antenna 2nd Report”, IEICE Communication Society Conference, B-1-82, Hokkaido, September 2005 Hattori, Yamauchi, Nakano, "Broadband Elliptical Ring Antenna 3rd Report", IEICE General Conference, B-1-165, Tokyo, March 2006

しかしながら、従来の広帯域楕円リングアンテナでは、グランド板の小型化が可能であるものの、グランド板の幅寸法をより小さくすることができないという問題があった。   However, the conventional broadband elliptical ring antenna has a problem that although the ground plate can be reduced in size, the width dimension of the ground plate cannot be further reduced.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、グランド板の幅寸法をより小さくすることが可能なアンテナ装置の提供を目的とするものである。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an antenna device that can further reduce the width of the ground plate.

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
グランド板と、前記グランド板と同一平面上に設けられた楕円形の放射素子とを有するアンテナ装置において、
前記グランド板の前記放射素子側の縁部が半楕円形をしており、
前記グランド板および前記放射素子は、前記グラウンド板と前記放射素子とが順に並ぶ方向に直交する方向において断面形状が略コ字状に形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is:
In an antenna device having a ground plate and an elliptical radiating element provided on the same plane as the ground plate,
The radiating element side edge of the ground plate is semi-elliptical,
The ground plate and the radiating element have a substantially U-shaped cross section in a direction orthogonal to a direction in which the ground plate and the radiating element are arranged in order .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記グランド板は、前記放射素子に対向しない側の外縁の両側角部を切り欠いて形成されることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the antenna device according to claim 1,
The ground plate is formed by cutting out both side corners of the outer edge on the side not facing the radiating element.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、
前記放射素子の長軸と短軸との長さ寸法の比が８：５であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the antenna device according to claim 1 or 2,
The ratio of the length dimension between the major axis and the minor axis of the radiating element is 8: 5.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記放射素子は、該放射素子の外形を縮小した楕円形状の開口部が同心状に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the antenna device according to any one of claims 1 to 3,
The radiating element is characterized in that an elliptical opening having a reduced outer shape of the radiating element is formed concentrically.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアンテナ装置において、
前記放射素子の長軸と前記開口部の長軸との長さ寸法の比が２：１であることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the antenna device according to claim 4,
The ratio of the length dimension between the long axis of the radiating element and the long axis of the opening is 2: 1.

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のアンテナ装置において、
前記放射素子の短軸と前記開口部の短軸との長さ寸法の比が２：１であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the antenna device according to claim 4 or 5,
The ratio of the length dimension between the minor axis of the radiating element and the minor axis of the opening is 2: 1.

請求項１に記載の発明によれば、放射素子とグランド板とを有するアンテナ装置において、給電方向と直交する方向における断面形状が略コ字状に形成されているので、グランド板と放射素子の該断面形状の幅寸法を小さくすることが可能である。すなわち、アンテナ装置をより小型化させることが可能である。   According to the first aspect of the present invention, in the antenna device having the radiating element and the ground plate, the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the feeding direction is formed in a substantially U shape. It is possible to reduce the width dimension of the cross-sectional shape. That is, the antenna device can be further downsized.

請求項２に記載の発明によれば、グランド板の下部の両端角部が切り欠いて形成されているので、アンテナ特性を向上させることができるとともに、グランド板を小型化させることが可能である。   According to the second aspect of the present invention, since the both corners of the lower portion of the ground plate are cut out, the antenna characteristics can be improved and the ground plate can be miniaturized. .

請求項３に記載の発明によれば、楕円形の長軸と短軸との長さ寸法の比が８：５の放射素子とするので、アンテナ特性を向上させることが可能である。   According to the third aspect of the present invention, since the ratio of the length of the major axis to the minor axis of the ellipse is 8: 5, the antenna characteristics can be improved.

請求項４に記載の発明によれば、放射素子の外形を縮小した開口部を同心状に備えるので、アンテナ特性を向上させることが可能である。   According to the fourth aspect of the present invention, since the opening having a reduced outer shape of the radiating element is provided concentrically, the antenna characteristics can be improved.

請求項５に記載の発明によれば、放射素子の長軸と開口部の長軸との長さ寸法の比が２：１であるので、アンテナ特性を向上させることが可能である。   According to the fifth aspect of the present invention, since the ratio of the length dimension of the major axis of the radiating element to the major axis of the opening is 2: 1, the antenna characteristics can be improved.

請求項６に記載の発明によれば、放射素子の短軸と開口部の短軸との長さ寸法の比が２：１であるので、アンテナ特性を向上させることが可能である。   According to the sixth aspect of the present invention, since the ratio of the length dimension of the short axis of the radiating element and the short axis of the opening is 2: 1, the antenna characteristics can be improved.

以下に、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。   An embodiment of an antenna device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

本実施形態におけるアンテナ装置１には、グランド板２と、グランド板２と同一平面上に設けられた楕円形の放射素子３とが備えられている。グランド板２および放射素子３は、給電方向と直交する方向における断面形状が略コ字状に形成されている。ここで、グランド板２と放射素子３が順に並ぶ方向をＹ方向、グランド板２と放射素子３と同一面上であってＹ方向に直交する方向をＸ方向、ＸＹ面に垂直な高さ方向をＺ方向とすると、給電方向とはＹ方向と一致する方向である。   The antenna device 1 according to the present embodiment includes a ground plate 2 and an elliptical radiating element 3 provided on the same plane as the ground plate 2. The ground plate 2 and the radiating element 3 have a substantially U-shaped cross section in a direction orthogonal to the feeding direction. Here, the direction in which the ground plate 2 and the radiating element 3 are arranged in order is the Y direction, the direction on the same plane as the ground plate 2 and the radiating element 3 and perpendicular to the Y direction is the X direction, and the height direction is perpendicular to the XY plane. Is the Z direction, the feeding direction is the direction that coincides with the Y direction.

グランド板２は、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金等の導電性の材料により形成されており、平板状のものをＸＺ面において断面コ字状になるように折曲して形成されたものである。したがって、グランド板２には、Ｙ方向に沿って延在する底面部２ａと、底面部２ａの各側方に位置してＺ方向に起立する右側部２ｂおよび左側部２ｃと、が備えられている。本実施形態におけるアンテナ装置１の展開図は図６に示すとおりであり、グランド板２の放射素子３側の外縁は、放射素子３の外縁の対向する部分と略同じ形状になるように、半楕円形に形成されている。また、グランド板２において、放射素子３に対向しない側の縁部（Ｙ方向下部２ｄ）は、その両側角部を矩形状に切り欠いて形成されている。   The ground plate 2 is formed of a conductive material such as copper, aluminum, gold, silver, or platinum, for example, and is formed by bending a flat plate so as to have a U-shaped cross section on the XZ plane. It is a thing. Therefore, the ground plate 2 is provided with a bottom surface portion 2a extending along the Y direction, and a right side portion 2b and a left side portion 2c that are located on each side of the bottom surface portion 2a and stand in the Z direction. Yes. A development view of the antenna device 1 according to the present embodiment is as shown in FIG. 6, and the outer edge of the ground plate 2 on the side of the radiating element 3 is substantially the same shape as the opposing portion of the outer edge of the radiating element 3. It is formed in an oval shape. Further, in the ground plate 2, the edge portion (Y direction lower portion 2 d) on the side not facing the radiating element 3 is formed by cutting out both side corner portions into a rectangular shape.

展開図に示すグランド板２の最大幅寸法は２５ｍｍであり、Ｙ方向下部２ｄの幅寸法は７ｍｍに形成されている。また、グランド板２のＹ方向上端から下端までの縦寸法は２５ｍｍであり、Ｙ方向下部２ｄの縦寸法は１０ｍｍに形成されている。さらに、図３に示すように底面部２ａの最大幅寸法は１０ｍｍであり、図１に示すように右側部２ｂおよび左側部２ｃの高さ寸法は７．５ｍｍに形成されている。なお、グランド板２の各部の長さ寸法は、求める共振周波数や使用帯域に応じて適宜変更可能である。   The maximum width dimension of the ground plate 2 shown in the developed view is 25 mm, and the width dimension of the Y-direction lower part 2d is 7 mm. The vertical dimension of the ground plate 2 from the upper end to the lower end in the Y direction is 25 mm, and the vertical dimension of the lower Y direction 2d is 10 mm. Furthermore, as shown in FIG. 3, the maximum width dimension of the bottom surface part 2a is 10 mm, and as shown in FIG. 1, the height dimension of the right side part 2b and the left side part 2c is 7.5 mm. In addition, the length dimension of each part of the ground board 2 can be suitably changed according to the resonance frequency and use band which are calculated | required.

ここで、本実施形態においてはグランド板２および放射素子３の断面形状は図２（ａ）に示すようなコ字状として説明するが、「略コ字状」とは、折曲される角度が略９０°前後であれば良く、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような断面形状のものも含まれる。つまり、図２（ｂ）に示すように底面部２ａと右側部２ｂまたは左側部２ｃとのなす角が９０°未満で鋭角を形成するものでもよく、図２（ｃ）に示すように９０°より大きく鈍角を形成するものでもよい。また、図２（ｄ）に示すような各部材の端部をさらに内側に折り曲げることとしても良い。   Here, in the present embodiment, the cross-sectional shapes of the ground plate 2 and the radiating element 3 will be described as a U shape as shown in FIG. Is approximately 90 °, and includes a cross-sectional shape as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 2 (b), the angle formed by the bottom surface portion 2a and the right side portion 2b or the left side portion 2c may be less than 90 ° to form an acute angle, and as shown in FIG. A larger obtuse angle may be formed. Moreover, it is good also as bending the edge part of each member as shown in FIG.2 (d) further inside.

放射素子３は、グランド板２と同様に導電性の材料で平板状のものをＸＺ面において断面コ字状になるように折曲して形成されている。詳しくは、放射素子３のＸＺ面における断面形状は、グランド板２の底面部２ａと略同等の幅を底面とするように折曲されている。また、放射素子３の展開図（図６）に示すように、放射素子３は長軸がＸ方向、短軸がＹ方向に沿うようになっている。放射素子３には、放射素子３の外形を縮小した楕円形状の開口部３ａが同心状に形成されている。ここで、放射素子３および開口部３ａの楕円中心を原点Ｏとする。   The radiating element 3 is formed by bending a flat plate made of a conductive material like the ground plate 2 so as to have a U-shaped cross section on the XZ plane. Specifically, the cross-sectional shape of the radiating element 3 on the XZ plane is bent so that the bottom surface has a width substantially equal to that of the bottom surface portion 2 a of the ground plate 2. Further, as shown in a development view of the radiating element 3 (FIG. 6), the radiating element 3 has a major axis along the X direction and a minor axis along the Y direction. In the radiating element 3, an elliptical opening 3 a obtained by reducing the outer shape of the radiating element 3 is formed concentrically. Here, the origin O is the center of the ellipse of the radiating element 3 and the opening 3a.

展開図に示す放射素子３の長軸は２４ｍｍであり、短軸は１５ｍｍである。また、開口部３ａを形成する楕円の長軸は１２ｍｍであり、短軸は７．５ｍｍである。放射素子３および開口部３ａを形成する楕円の大きさは、アンテナとして機能する範囲であれば適宜変更可能であるが、長軸と短軸との比が８：５となるのが好ましい。また、放射素子３の長軸と開口部３ａの長軸との比は２：１となるのが好ましく、放射素子３の短軸と開口部３ａの短軸との比も２：１となるのが好ましい。   The major axis of the radiation element 3 shown in the developed view is 24 mm, and the minor axis is 15 mm. The major axis of the ellipse forming the opening 3a is 12 mm, and the minor axis is 7.5 mm. The size of the ellipse forming the radiating element 3 and the opening 3a can be appropriately changed as long as it functions as an antenna, but the ratio of the major axis to the minor axis is preferably 8: 5. The ratio of the major axis of the radiating element 3 to the major axis of the opening 3a is preferably 2: 1, and the ratio of the minor axis of the radiating element 3 to the minor axis of the opening 3a is also 2: 1. Is preferred.

グランド板２と放射素子３とは、Ｙ方向に所定の間隔ΔＦＤだけ離間するように配置されている。グランド板２と放射素子３との間隔ΔＦＤに特に制限は無く、インピーダンス整合等の条件に合わせて調整することが可能である。本実施形態における間隔ΔＦＤは、０．３７５ｍｍである。 The ground plate 2 and the radiating element 3 are disposed so as to be separated in the Y direction by a predetermined distance delta FD. Particularly limited interval delta FD between the ground plate 2 and the radiating element 3 are not, can be tailored to conditions such as impedance matching. Interval delta FD in the present embodiment is 0.375 mm.

図３に示すように、グランド板２の底面部２ａの背面側、つまり右側部２ｂと左側部２ｃの起立していない側の一面には、同軸ケーブル４の外部導体４ａが、Ｙ方向に沿ってグランド板２のＹ方向上縁まで半田により貼着されている。同軸ケーブル４の中心導体４ｂは、グランド板２のＹ方向上縁から放射素子３側に向けて突出し、放射素子３のグランド板２側の端部に半田により接続されている。図示省略するが、同軸ケーブル４の他端には、アンテナ装置１と電気信号を送受信する信号処理装置が接続されている。なお、本実施形態においては給電手段としての同軸ケーブル４を半田により接続することとしたが、給電手段およびその接続方法に特に制限は無く適宜変更可能である。   As shown in FIG. 3, the outer conductor 4 a of the coaxial cable 4 extends along the Y direction on the back surface side of the bottom surface portion 2 a of the ground plate 2, that is, on one surface where the right side portion 2 b and the left side portion 2 c are not raised. The ground plate 2 is attached to the upper edge in the Y direction with solder. The center conductor 4b of the coaxial cable 4 protrudes from the upper edge of the ground plate 2 in the Y direction toward the radiating element 3 and is connected to the end of the radiating element 3 on the ground plate 2 side by soldering. Although not shown, the other end of the coaxial cable 4 is connected to a signal processing device that transmits and receives electrical signals to and from the antenna device 1. In the present embodiment, the coaxial cable 4 as the power feeding means is connected by soldering, but the power feeding means and its connection method are not particularly limited and can be changed as appropriate.

ここで、本実施形態のアンテナ装置１においては、グランド板２がＸＺ面において断面コ字状に形成されているので、図４に示すように、グランド板２の内面側、つまり右側部２ｂと左側部２ｃの起立している側に周囲をシールドした電気機器５を載置することとしても良い。また、グランド板２の底面部２ａの最大幅寸法は、載置する電気機器５の幅寸法に合わせることとしても良い。   Here, in the antenna device 1 of the present embodiment, since the ground plate 2 is formed in a U-shaped cross section on the XZ plane, as shown in FIG. 4, the inner surface side of the ground plate 2, that is, the right side portion 2b. It is good also as mounting the electric equipment 5 which shielded the circumference | surroundings on the side where the left side part 2c stands. Further, the maximum width dimension of the bottom surface portion 2a of the ground plate 2 may be matched with the width dimension of the electric device 5 to be placed.

次に、本実施形態の作用について説明する。
アンテナ装置１が電波を送信する場合、信号処理装置からの電気信号に基づいて、同軸ケーブル４を介して放射素子３およびグランド板２に所定の振幅及び位相で電流が供給される。詳しくは、同軸ケーブル４の中心導体４ｂを介して放射素子３に給電され、放射素子３の縁部に沿って電流が流れる。また、同軸ケーブル４の外部導体４ａを介してグランド板２に給電されるようになっている。このように、放射素子３及びグランド板２に電流が流れると、アンテナ装置１から電波が送信されるようになっている。 Next, the operation of this embodiment will be described.
When the antenna device 1 transmits radio waves, current is supplied to the radiating element 3 and the ground plate 2 through the coaxial cable 4 with a predetermined amplitude and phase based on an electric signal from the signal processing device. Specifically, power is supplied to the radiating element 3 through the central conductor 4 b of the coaxial cable 4, and current flows along the edge of the radiating element 3. In addition, power is supplied to the ground plate 2 via the outer conductor 4 a of the coaxial cable 4. As described above, when current flows through the radiating element 3 and the ground plate 2, radio waves are transmitted from the antenna device 1.

アンテナ装置１が電波を受信する場合、所定の周波数の電波が放射素子３により受信されると、放射素子３およびグランド板２から、受信した電波に応じた振幅及び位相の電圧電流が同軸ケーブル４に流れる。そして、同軸ケーブル４に入射した電流は信号処理装置に伝達され、電気信号として処理される。   When the antenna device 1 receives a radio wave, when a radio wave having a predetermined frequency is received by the radiating element 3, a voltage current having an amplitude and a phase corresponding to the received radio wave is transmitted from the radiating element 3 and the ground plate 2 to the coaxial cable 4. Flowing into. And the electric current which injected into the coaxial cable 4 is transmitted to a signal processing apparatus, and is processed as an electrical signal.

次に、本実施形態のアンテナ装置１のアンテナ特性について説明する。
図５に示すように、本発明に係るアンテナ装置１と比較としての従来のアンテナ装置５０との利得を比べると、周波数６ＧＨｚ付近および１０ＧＨｚ付近で利得が低下することを防止して、広い周波数帯域でより良い利得特性が得られるようになっている。また、グランド板２の内面側に電気機器５を載置したアンテナ装置１においても、利得特性を低下させることは無いことが確認された。なお、図５に示すグラフの縦軸の「θ＝０°」は、右側部２ｂおよび左側部２ｃのＺ軸との角度を示す。本実施形態においてはグランド板２はＸＺ面において断面コ字状に形成されているので、右側部２ｂおよび左側部２ｃはＺ方向に沿って起立することとなり、θ＝０°となる。 Next, antenna characteristics of the antenna device 1 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, when the gain of the antenna device 1 according to the present invention is compared with that of the conventional antenna device 50 as a comparison, it is possible to prevent the gain from decreasing near the frequencies 6 GHz and 10 GHz and to Therefore, better gain characteristics can be obtained. In addition, it was confirmed that the gain characteristics were not deteriorated even in the antenna device 1 in which the electric device 5 was placed on the inner surface side of the ground plate 2. Note that “θ = 0 °” on the vertical axis of the graph shown in FIG. 5 indicates the angle between the right side 2b and the left side 2c with respect to the Z axis. In the present embodiment, since the ground plate 2 is formed in a U-shaped cross section on the XZ plane, the right side portion 2b and the left side portion 2c stand up along the Z direction, and θ = 0 °.

以上より、本実施形態に係るアンテナ装置１によれば、アンテナ特性を向上させつつ、アンテナ装置のＸ方向における幅寸法の小型化が可能である。また、ＸＺ面において断面略コ字状とするために折曲する箇所、つまり底面部２ａの最大幅寸法に特に制限は無く、グランド板２の内面側に載置する電気機器５の幅寸法に合わせて折曲することができる。したがって、アンテナ装置１の小型化だけでなく、アンテナ装置１と電気機器５とを搭載する装置全体の小型化も可能である。   As described above, according to the antenna device 1 according to the present embodiment, it is possible to reduce the width dimension in the X direction of the antenna device while improving the antenna characteristics. In addition, there is no particular limitation on the maximum width dimension of the bottom surface portion 2a in order to bend in order to obtain a substantially U-shaped cross section on the XZ plane, and the width dimension of the electric device 5 placed on the inner surface side of the ground plate 2 is not limited. Can be folded together. Therefore, not only the size of the antenna device 1 but also the size of the entire device on which the antenna device 1 and the electric device 5 are mounted can be reduced.

なお、グランド板２の底面部２ａの最大幅寸法を１０ｍｍとしたが、上述したようにグランド板２の内面側に載置する電気機器５の幅寸法や高さ寸法に合わせて調整するのが好ましい。   In addition, although the maximum width dimension of the bottom face part 2a of the ground plate 2 is 10 mm, as described above, it is necessary to adjust according to the width dimension and the height dimension of the electric device 5 placed on the inner surface side of the ground plate 2. preferable.

また、グランド板２はＹ方向下部２ｄの両側各部を矩形状に切り欠いて形成されているが、切り欠きの有無は問わない。同様に、グランド板２におけるＹ方向上縁の形状にも特に制限は無く、グランド板２および放射素子３の展開図に示される形状は適宜変更可能である。   The ground plate 2 is formed by cutting out both sides of the lower portion 2d in the Y direction into a rectangular shape, but it does not matter whether or not the cutout is present. Similarly, the shape of the upper edge in the Y direction of the ground plate 2 is not particularly limited, and the shapes shown in the developed views of the ground plate 2 and the radiating element 3 can be appropriately changed.

本発明に係るアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の断面図とその変形例を示す図である。It is sectional drawing of the antenna device which concerns on this invention, and a figure which shows the modification. 本発明に係るアンテナ装置の背面図である。It is a rear view of the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示すグラフである。It is a graph which shows the antenna characteristic of the antenna device which concerns on this invention. 本発明に係るアンテナ装置の展開図であり従来のアンテナ装置の平面図である。1 is a development view of an antenna device according to the present invention and a plan view of a conventional antenna device. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ アンテナ装置
２ グランド板
２ａ 底面部
２ｂ 右側部
２ｃ 左側部
２ｄ Ｙ方向下部
３ 放射素子
３ａ 開口部
４ 同軸ケーブル
４ａ 外部導体
４ｂ 中心導体
５ 電気機器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Ground board 2a Bottom face part 2b Right side part 2c Left side part 2d Lower part of Y direction 3 Radiation element 3a Opening part 4 Coaxial cable 4a Outer conductor 4b Center conductor 5 Electric equipment

Claims (6)

グランド板と、前記グランド板と同一平面上に設けられた楕円形の放射素子とを有するアンテナ装置において、
前記グランド板の前記放射素子側の縁部が半楕円形をしており、
前記グランド板および前記放射素子は、前記グラウンド板と前記放射素子とが順に並ぶ方向に直交する方向において断面形状が略コ字状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。 In an antenna device having a ground plate and an elliptical radiating element provided on the same plane as the ground plate,
The radiating element side edge of the ground plate is semi-elliptical,
The antenna device, wherein the ground plate and the radiating element have a substantially U-shaped cross section in a direction orthogonal to a direction in which the ground plate and the radiating element are arranged in order . 前記グランド板は、前記放射素子に対向しない側の外縁の両側角部を切り欠いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the ground plate is formed by notching both side corners of the outer edge on the side not facing the radiating element. 前記放射素子の長軸と短軸との長さ寸法の比が８：５であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1 or 2, wherein a ratio of a length dimension of the major axis and the minor axis of the radiating element is 8: 5. 前記放射素子は、該放射素子の外形を縮小した楕円形状の開口部が同心状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the radiating element has concentric elliptical openings formed by reducing the outer shape of the radiating element. 前記放射素子の長軸と前記開口部の長軸との長さ寸法の比が２：１であることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 4, wherein a ratio of a length dimension of the major axis of the radiating element and the major axis of the opening is 2: 1. 前記放射素子の短軸と前記開口部の短軸との長さ寸法の比が２：１であることを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 4 or 5, wherein a ratio of a length dimension of a short axis of the radiating element and a short axis of the opening is 2: 1.
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